CN115385108A - 一种利用磁悬浮x射线的电池检测装置以及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于锂电池检测技术领域，提供了一种利用磁悬浮X射线的电池检测装置以及检测方法，所述利用磁悬浮X射线的电池检测装置包括：磁悬浮输送模块，包括导轨和电芯治具，所述电芯治具与所述导轨通过磁悬浮滑动连接，所述电芯治具用于输送电池；X射线检测模块，设置在所述导轨的一侧，用于对所述电芯治具上的电池进行检测。电芯治具与导轨之间通过磁悬浮滑动连接，运送速度快，各个电芯治具都能够独立运行，无需同步等待，因而输送效率高；通过磁悬浮驱动的电池治具具有很高的精度，能够将待测电池精准运送到检测工位，因而能够实现一次精确定位。

Description

一种利用磁悬浮X射线的电池检测装置以及检测方法

技术领域

本发明属于锂电池检测技术领域，具体涉及一种利用磁悬浮X射线的电池检测装置以及检测方法。

背景技术

目前随着锂电池市场需求量的不断增长，终端应用市场对锂电池品质要求越来越高。为了保证消费者的安全，各大锂电池生产厂商纷纷加大对电池安全性检测技术的投入，从而促进了锂电检测技术的发展。而在线式X射线检测装置因其穿透力强，检测效果好，成为了一种常见的检测系统。

现有的锂电池在线式X射线检测装置为了将电池运送到检测位置，往往采用皮带式物流线或者机械式搬运，上述两种方式不仅输送效率低下，而且定位精度不高，因而需要二次精定位机构；待检测电池运送到检测工位后，通过精定位机构进行动作定位，才能保证取出来的检测图像的清晰度，以确保电池检测评定结果的准确性。

因此，针对现有的在线式X射线检测装置输送效率低下和定位精度低的问题，有必要对现有的检测装置进行优化。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种利用磁悬浮X射线的电池检测装置，旨在解决现有的在线式X射线检测装置输送效率低下和定位精度低的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种利用磁悬浮X射线的电池检测装置，所述利用磁悬浮X射线的电池检测装置包括：

磁悬浮输送模块，包括导轨和电芯治具，所述电芯治具与所述导轨通过磁悬浮滑动连接，所述电芯治具用于输送电池；

X射线检测模块，设置在所述导轨的一侧，用于对所述电芯治具上的电池进行检测。

本发明实施例的另一目的在于提供一种利用磁悬浮X射线的电池检测方法，所述利用磁悬浮X射线的电池检测方法包括：

将待测电池从物料线搬运到电芯治具上；

通过磁悬浮驱动电芯治具将电池传输到待测工位上，并利用X射线检测模块对所述电池进行检测；

将检测后的电池从所述电芯治具搬运到所述物料线上。

本发明实施例提供一种利用磁悬浮X射线的电池检测装置，磁悬浮输送模块，电芯治具与导轨之间通过磁悬浮滑动连接，运送速度快，各个电芯治具都能够独立运行，无需同步等待，因而输送效率高；此外，通过磁悬浮驱动的电池治具具有很高的精度，能够将待测电池精准运送到检测工位，因而能够实现一次精确定位，无需设计二次精定位机构。

附图说明

图1为一个实施例提供的利用磁悬浮X射线的电池检测装置的结构示意图；

图2为一个实施例提供的上下料模块的结构示意图；

图3为一个实施例提供的角位检测子单元的结构示意图；

图4为一个实施例提供的大面检测子单元的结构示意图；

图5为一个实施例提供的利用磁悬浮X射线的电池检测方法的步骤流程图。

图中标号：1、上下料模块；2、磁悬浮输送模块；3、角位检测单元；4、缓冲工位；5、大面检测单元；

101、支柱；102、横梁；103、第一移动组件；104、第一升降组件；105、夹持组件；106、夹具；

201、导轨；202、电芯治具；203、磁驱动动子；204、放置板；205、放置槽；

301、第一底座；302、第二移动组件；303、第一立柱；304、第二升降组件；305、第三升降组件；306、第一成像组件；307、第一检测组件；

501、第二底座；502、第三移动组件；503、第二立柱；504、第四升降组件；505、第五升降组件；506、第二成像组件；507、第二检测组件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“背”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在一个实施例中，如图1所示，一种利用磁悬浮X射线的电池检测装置，包括：

磁悬浮输送模块2，包括导轨201和电芯治具202，所述电芯治具202与所述导轨201通过磁悬浮滑动连接，所述电芯治具202用于输送电池；

X射线检测模块，设置在所述导轨201的一侧，用于对所述电芯治具202上的电池进行检测。

在本实施例中，导轨201通过磁悬浮与电芯治具202滑动连接，两者之间没有物理接触，不存在摩擦力，因而电芯治具202能够实现高速运动。目前行业主要采用的物流线或者机械式搬运，运作效率低下，单电池的流转0.5m的平均时间需要0.8S，而采用磁悬浮导轨运输的方式，单电池的流转0.5m只需要0.384S，因而本实施例所采用的磁悬浮运输模块2在运作效率上要明显优于现有的搬运方式。由于X射线检测模块的检测工位的位置是已知的，导轨201能够根据当前所有电芯治具的位置，得到每一个电芯治具202的驱动方案，因而能够保证每个电芯治具都能精准地到达检测工位，进而保证了运输的精度。而X射线检测模块设置在导轨201的一侧，能够对每一个从检测工位上进行的电池进行检测，无需进行移动，从而保证的检测的效率。

优选的，X射线检测模块还设有识别单元和数据传输单元，所述识别单元用于获取待测电池唯一的序列号，所述数据传输单元用以将检测结果上传。X射线检测模块能够通过识别单元得到当前检测的电池的唯一的序列号，从而确定当前检测电池的信息，从而将检测结果与电池一一对应。在检测完成之后，X射线检测模块可以通过数据传输单元将当前检测电池的序列号和检测结果上传，从而便于在后续步骤中，根据检测结果对电池进行处理。

在一个实施例中，如图1和图2所示，所述导轨201为环形，一侧还设有若干个上下料模块1，所述上下料模块1包括：

支柱101；

横梁102，与所述支柱101固定连接；

第一移动组件103，设置在所述横梁102上，用于驱动夹持组件靠近或者远离所述导轨；

第一升降组件104，与所述第一移动组件103连接，用于驱动所述夹持组件105升降；

所述夹持组件105，与所述第一升降组件104连接，用于搬运所述磁悬浮输送模块或物流线上的电池。

其中，导轨201呈环形，从传统的直线运输电池方式变为环形回转式运输电池，在设备的空间布局上更加灵活，空间利用率得到了极大的提高。而第一移动组件103、第一升降组件104以及夹持组件105的驱动机构可以采用丝杆、滑块机构或者齿轮、齿条机构或者液压缸机构或者气缸机构实现，本实施例对其具体结构不做限制。通过第一移动组件103、第一升降组件104、使得夹持组件105能够进行往复运动以及升降运动，从而能够将电池从物流线搬运到电芯治具202或者从电芯治具202搬运到物流线上。优选的，上下料模块1设有4个，并且每个上下料模块1设有2对夹具106，使得上下料模块能够将4个待测电池从物流线搬运到电芯治具202并且同时将4个已测电池从电芯治具202搬运到物流线，从而保证了充分进出料。

在一个实施例中，如图1所示，所述电芯治具包括磁驱动动子203和放置板204，所述磁驱动动子203与所述导轨201通过磁悬浮滑动连接，所述磁驱动动子203设置在所述放置板204的一侧，所述放置板204上设有放置槽205。

本实施例给出了磁悬浮导轨运行情况，如下表1所示：

表1：磁悬浮导轨运行情况

由上表可以看出，不管是进行直线运动还是过圆角弯，电芯治具202都能实现高精度重复定位，且运行过程中无抖动。在当前行业内常用的物流线输送或者机械式搬运中，单电池平均流转0.5m需要0.8s，而采用磁悬浮的电芯治具只需要0.384s，其效率是现有技术的2倍。此外，电芯治具即使在过圆角弯时，也能维持1m/s的平均速度，明显优于当前行业常用的搬运方式在直线运行时达到的0.625m/s的平均速度。因此，采用磁悬浮方式运送具有很好的运送效率和精度，且运行过程平稳、无抖动。

磁驱动动子203与导轨201通过磁悬浮滑动连接，利用磁直线运动模组有精度高、速度快的特点，能够使得在检测工位快速、精准停靠，无抖动，使得成像系统无需等待电池进行二次精定位，即可取得检测清晰图像，为后面检测判定的准确性提供了保证，进而提高了检测的精度和效率。导轨201上可以布置多个磁驱动动子203，每个磁驱动动子203都能独立进行运动，灵活性强，并且不像传统的运输方式那样，需要同步等待，因而提高了输送的效率。此外，磁驱动动子203可以快速从导轨201上安装或者拆卸，从而便于设备维护和产品换型。而放置槽205与电池的型号对应，因而电池放置在放置槽205上，即使快速通过弯道也不会产生位移，从而保证电池能够稳定放置在放置板204上。

在一个实施例中，如图1和图3所示，所述X射线检测模块包括角位检测单元，所述角位检测单元包括4个角位检测子单元，所述角位检测子单元包括：

第一底座301；

第二移动组件302，设置在所述第一底座301上，用于驱动第一立柱303靠近或者远离所述导轨201；

所述第一立柱303，设置在所述第二移动组件302上；

第二升降组件304，设置在所述第一立柱303一侧，用于驱动第一成像组件306升降；

第三升降组件305，设置在所述第一立柱303一侧，用于驱动第一检测组件307升降；

所述第一成像组件306，设置在所述第二升降组件304上，用于接收所述第一检测组件307发出的X射线；

所述第一检测组件307，设置在所述第三升降组件305上，用于发射X射线，使X射线穿过电池的待测角。

其中，第二移动组件302、第二升降组件304以及第三升降组件305可以采用丝杆、滑块机构或者齿轮、齿条机构或者液压缸机构或者气缸机构实现，本实施例对其具体结构不做限制。通过第二移动组件302、第二升降组件304以及第三升降组件305，使得第一成像组件306和第一检测组件307能够根据需要检测的电池型号、大小的不同而进行调节，从而使得X射线穿过电池的待测角，得到电池一角的正负极片的包覆量，进而提高了角位检测子单元的通用性。通过设置4个角位检测子单元，每个子单元只检测待测电池的一个角，无需在检测工位上旋转电池或者移动角位检测子单元，提高了检测效率。

在一个实施例中，如图1和图4所示，所述X射线检测模块还包括大面检测单元，所述大面检测单元包括若干个大面检测子单元，所述大面检测子单元包括：

第二底座501；

第三移动组件502，设置在所述第二底座501上，用于驱动第二立柱503靠近或者远离所述导轨201；

所述第二立柱503，设置在所述第三移动组件502上；

第四升降组件504，设置在所述第二立柱503一侧，用于驱动第二成像506组件升降；

第五升降组件505，设置在所述第二立柱503一侧，用于驱动第二检测组件507升降；

所述第二成像组件506，设置在所述第四升降组件504上，用于接收所述第二检测组件507发出的X射线；

所述第二检测组件507，设置在所述第五升降组件505上，用于发射X射线，使X射线穿过电池的待测表面。

其中，第三移动组件502、第四升降组件504以及第五升降组件505可以采用丝杆、滑块机构或者齿轮、齿条机构或者液压缸机构或者气缸机构实现，本实施对其具体结构不做限制。通过第三移动组件502、第四升降组件504以及第五升降组件505，使得第二成像组件506和第二检测组件507能够根据需要检测的电池型号、大小的不同而进行调节，从而使得X射线穿过电池的待测表面，从而检测电池是否存在异物，极片掉粉，极片褶皱等问题，进而保证了大面检测子单元的通用性。

优选的，如图1所示，大面子检测单元设有2个，角位检测单元3和大面检测单元5之间还设有缓冲工位4，以完成角位检测的电池会在此等待大面检测单元就绪，然后和下一完成角位检测的电池分别前往2个大面检测子单元的检测工位，同时进行检测，进而提高了检测效率。

在一个实施例中，所述导轨201上设有若干风扇，所述风扇设置在所述导轨201上，位于所述X射线检测模块的检测工位一侧和/或所述上下料模块的进出料工位的一侧。磁驱动动子203会因为高速运动而产生高温，其在检测工作以及进出料工位时会停止运动，等待检测或者进出料的完成，因而在上述两处位置设置风扇能够对磁驱动动子203进行降温，延长其使用寿命，并使其能够长时间运行。

在一个实施例中，本申请还提供了一种利用磁悬浮X射线的电池检测方法，该方法应用于上面实施例中的利用磁悬浮X射线的电池检测装置，包括步骤S102-S106：

步骤S102，将待测电池从物料线搬运到电芯治具上；

步骤S104，通过磁悬浮驱动电芯治具将电池传输到待测工位上，并利用X射线检测模块对所述电池进行检测；

步骤S106，将检测后的电池从所述电芯治具搬运到所述物料线上。

其中，通过上下料模块1将待测电池从物流线上搬运到电芯治具202的放置槽205上，导轨201通过磁悬浮驱动电芯治具202将待测电池运送到待测工位上，X射线检测模块对所述电池进行检测，并将检测结果上传。检测完成之后，利用上下料模块1将检测后的电池从电芯治具202搬运到所述物流线上。

在一个实施例中，步骤S102之前还包括步骤S202：

步骤S202，根据电池的型号分别调整四个角位检测子单元的检测区域和大面检测子单元的检测区域，并且在磁悬浮输送模块上安装与电池型号对应的电芯治具。

由于角位检测单元和大面检测单元均设有移动和升降组件，能够根据电池的型号调整检测区域，因而在装置使用前，需要根据待检测的电池的型号来分别调整4个角位检测子单元的检测区域和大面检测子单元的检测区域，使得4个角位检测子单元将会分别检测待测电池四角，每个大面检测单元都将会检测待测电池的待测表面，从而使得角位检测子单元和大面检测子单元都能够对不同型号的电池进行检测。由于电芯治具202上的放置槽205会随着电池的型号不同而发生变化，电芯治具202与导轨201在使用时通过磁悬浮滑动连接，在不使用时通过磁驱动动子203与导轨201卡接，因而能够根据待测电池的型号不同，将对应的电芯治具202快速安装在导轨上。

在一个实施例中，步骤S104具体包括步骤S302～S306：

步骤S302，将电池依次送到各个角位检测工位上，利用角位检测单元检测对电池四角进行检测；

步骤S304，将电池从角位检测工位传送到缓冲工位；

步骤S306，将电池从缓冲工位传送到任一大面检测工位上，利用大面检测单元进行对电池表面检测。

其中，由于每个角位检测子单元只检测待测电池的一个角，因而需要电芯治具202运送待测电池依次通过每一个角位检测工位，然后利用角位检测单元进行检测，并将角位检测结果上传。由于大面检测子单元设有2个，且大面检测的速度较慢，因而设有缓冲工位4，该缓冲工位4能够容纳一个电芯治具202，使得已经完成角位检测的电池能够在缓冲工位4等待，而下一个完成角位检测的电池会和在缓冲工位等待的电池会在电芯治具202的运送之下，分别到2个大面检测子单元的检测工位同时进行检测，大面检测单元在检测完成之后，会将检测结果上传。

下面将按照顺序对本申请的利用磁悬浮X射线的电池检测方法做完整的说明：

在检测之前，会根据待检测的电池的型号来分别调整4个角位检测子单元的检测区域和大面检测子单元的检测区域，使得4个角位检测子单元将会分别检测待测电池4个角，每个大面检测单元都将会检测待测电池的待测表面，并在导轨201上安装相对应的电芯治具202。

检测时，由于上下料模块1设有4个，其中2个用于上料，剩下2个用于下料，且每个上下料模块1上均设有2对夹具206，因而每次上下料模块1能够将4个待测电池从物流线分别搬运到4个电芯治具202的放置槽205上，随后电芯治具202运输电池依次通过4个角位检测子单元，角位检测子单元在检测完成之后，会将待测电池唯一的序列号以及对应的检测结果上传。已经完成角位检测的电池会在缓冲工位4等待，而下一个完成角位检测的电池会和在缓冲工位等待的电池会在电芯治具202的运送之下分别到2个大面检测子单元的检测工位同时进行检测，大面检测单元在检测完成之后，也会将电池唯一的序列号以及对应的检测结果上传。待电池完成所有检测之后，电芯治具202会将其运送到上下料模块处，2个下料模块会一次将4个已测电池从电芯治具202搬运到物流线上。

利用悬磁浮输送模块，相比于传统物流线传送的方式需要0.8S，磁悬浮高速环形运动轨道运送治具+电池运动一个检测工位只需要0.384S,运输效率提升了100％，并且电池能在检测工位精准停靠，从而规避了承载轨道精度不准对检测结果的影响，同时提高了锂电池X射线检测系统效率以及稳定性；通过设置4个角位检测子单元，每个角位检测子单元对电池的一个角检测检测，从而保证的角位检测的效率；在角位检测单元和大面检测单元之间设有缓冲工位，大面检测子单元设有2个，使得检测速度较慢的大面检测单元能够同时进行工作，且角位检测单元不会出现停机以等待大面检测单元就绪的情况，从而确保了整体的检测效率；分别通过2个上下料模块进行上料和下料，从而保证了进出料的充分性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种利用磁悬浮X射线的电池检测装置，其特征在于，所述利用磁悬浮X射线的电池检测装置包括：

磁悬浮输送模块，包括导轨和电芯治具，所述电芯治具与所述导轨通过磁悬浮滑动连接，所述电芯治具用于输送电池；

X射线检测模块，设置在所述导轨的一侧，用于对所述电芯治具上的电池进行检测。

2.根据权利要求1所述的利用磁悬浮X射线的电池检测装置，其特征在于，所述导轨为环形，一侧还设有若干个上下料模块，所述上下料模块包括：

支柱；

横梁，与所述支柱固定连接；

第一移动组件，设置在所述横梁上，用于驱动夹持组件靠近或者远离所述导轨；

第一升降组件，与所述第一移动组件连接，用于驱动所述夹持组件升降；

所述夹持组件，与所述第一升降组件连接，用于搬运所述磁悬浮输送模块或物流线上的电池。

3.根据权利要求1所述的利用磁悬浮X射线的电池检测装置，其特征在于，所述电芯治具包括磁驱动动子和放置板，所述磁驱动动子与所述导轨通过磁悬浮滑动连接，所述磁驱动动子设置在所述放置板的一侧，所述放置板上设有放置槽。

4.根据权利要求1所述的利用磁悬浮X射线的电池检测装置，其特征在于，所述X射线检测模块包括角位检测单元，所述角位检测单元包括四个角位检测子单元，所述角位检测子单元包括：

第一底座；

第二移动组件，设置在所述第一底座上，用于驱动第一立柱靠近或者远离所述导轨；

所述第一立柱，设置在所述第二移动组件上；

第二升降组件，设置在所述第一立柱一侧，用于驱动第一成像组件升降；

第三升降组件，设置在所述第一立柱一侧，用于驱动第一检测组件升降；

所述第一成像组件，设置在所述第二升降组件上，用于接收所述第一检测组件发出的X射线；

所述第一检测组件，设置在所述第三升降组件上，用于发射X射线，使X射线穿过电池的待测角。

5.根据权利要求1所述的利用磁悬浮X射线的电池检测装置，其特征在于，所述X射线检测模块还包括大面检测单元，所述大面检测单元包括若干个大面检测子单元，所述大面检测子单元包括：

第二底座；

第三移动组件，设置在所述第二底座上，用于驱动第二立柱靠近或者远离所述导轨；

所述第二立柱，设置在所述第三移动组件上；

第四升降组件，设置在所述第二立柱一侧，用于驱动第二成像组件升降；

第五升降组件，设置在所述第二立柱一侧，用于驱动第二检测组件升降；

所述第二成像组件，设置在所述第四升降组件上，用于接收所述第二检测组件发出的X射线；

所述第二检测组件，设置在所述第五升降组件上，用于发射X射线，使X射线穿过电池的待测表面。

6.根据权利要求2所述的利用磁悬浮X射线的电池检测装置，其特征在于，所述导轨上设有若干风扇，所述风扇设置在所述导轨上，位于所述X射线检测模块的检测工位一侧和/或所述上下料模块的进出料工位的一侧。

7.一种利用磁悬浮X射线的电池检测方法，其特征在于，所述利用磁悬浮X射线的电池检测方法包括：

将待测电池从物料线搬运到电芯治具上；

通过磁悬浮驱动电芯治具将电池传输到待测工位上，并利用X射线检测模块对所述电池进行检测；

将检测后的电池从所述电芯治具搬运到所述物料线上。

8.根据权利要求7所述的利用磁悬浮X射线的电池检测方法，其特征在于，所述将待测电池从物料线搬运到所述电芯治具上，之前还包括：

根据电池的型号分别调整四个角位检测子单元的检测区域和大面检测子单元的检测区域，并且在磁悬浮输送模块上安装与电池型号对应的电芯治具。

9.根据权利要求7所述的利用磁悬浮X射线的电池检测方法，其特征在于，所述通过磁悬浮驱动电芯治具将电池传输到待测工位上，并利用X射线检测模块对所述电池进行检测，包括：

将电池依次送到各个角位检测工位上，利用角位检测单元检测对电池四角进行检测；

将电池从角位检测工位传送到缓冲工位；

将电池从缓冲工位传送到任一大面检测工位上，利用大面检测单元进行对电池表面检测。

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